DE2939218C2 - Automatische Schnappkupplung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite jedes Keiles (9) einen mit Bezug auf die Verbindungsachse konzentrisch gekrümmten Zahn (10) aufweist, dessen obere gekrümmte Fläche (10) mit einem mit der Hülse (2) in Berührung stehenden oberen Ring (12) und dessen untere gekrümmte Fläche (13) mit dem unteren Ring (14) in Gleiteingriff bringbar i·*. wobei der obere Ring (12) und der untere Ring (14) toroidförmig ausgeführt sind und der mit der oberen Keil-Zahnfläche (11) in Gleiteingriff bringbare untere Teil (18) des oberen Ringes (12) sowie der mit der unteren Keil-Zahnfläche (13) in Gleiteingriff bringbare obere Teil (19) des unteren Ringes (14) jeweils schräg nach unten — einwärts verlaufende Teile (18 bzw. 19) aufweisen.

2. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg nach unten — einwärts verlaufenden Teile (18, 19) der beiden Ringe (12, 14) parallel zueinander sowie parallel zu den oberen und unteren Flächen (11, 13) jedes Keilzahnes (10) verlaufen.

3. Schnappkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflächen jedes Keiles (9) sich über einen Bogen von etwa 90° erstrecken.

4. Schnappkupplung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Keile (9) sich diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

Öie fcrfindung betrifft eine automatische Schnappkupplung, enthaltend

— einen äußeren Kupplungsteil, der eine Innenbohrung und wenigstens zwei schräg nach oben verlaufende Durchgangslöcher aufweist,

" einen inneren Kupplungsteil mit einem in die Innenböhfüng des äußeren Kupplungsteiles einsteckbaren, zentralen Vorsprung,

— in den Durchgangslöchern des äußeren Kupplungsteiles gleitbeweglich aufgenommene Kupplungskeile, die gekrümmte Endflächen für einen Kupplungseingriff mit dem zentralen Vorsprung des inneren Kupplungsteiles besitzen und von denen eine untere Fläche mit einem unteren Ring in Eingriff steht, sowie

eine den äußeren Kupplungsteil umgebende Hülse und eine auf den unteren Ring einwirkende Gegendruckfeder, wobei die Keile mittels Gegendruckfeder und Hülse in ihre Kupplungs- und EntKuppIungsstellung bewegbar sind.

Es sind bereits verschiedene Arten von Schnappkupplungen bekannt, durch die zwei Rohre oder Schläuche miteinander verbunden werden können. Generell werden hierbei entsprechende Kupplungsteile jeweils an einem zugehörigen Rohrende angeordnet Bei einer bekannten Ausführungsform der erwähnten Art (US-PS 34 68 562) weist jeder Kupplungskeil eine untere flache Eingriffsfläche auf, gegen die die Gegendruckfeder unter Zwischenschaltung eines unterlegscheitjenartigen unteren Ringes von unten her so einwirkt, daß der schräg nach innen-oben gerichtete Teil des Kupplungskeiies gegen den Vorsprung des inneren Kupplungsteiles vorsteht und dadurch mit ihm in Eingriff kommt. Jeder Kupplungskeil weist außerdem einen teilzylindrisehen, parallel zum äußeren Kupplungsteil verlaufenden Abschnitt auf, auf dessen freies Ende ein einstückig mit der Betätigungshülse ausgebildeter Flanschten einwirkt. Wenn somit diese Hülse entgegen der Gegendruckfeder zurückgezogen wird, dann nimmt sie auch den Kupplungskeil mit nach unten, so daß der Kupplungseingriff zwischen· den Kupplungskeil und dem Vorsprung des inneren Kupplungsteiles aufgehoben wird.

Bereits bei Betrachtung der Zeichnung erkennt man die im Querschnitt etwa spitzwinklige Form des Kupplungskeiles, und man erkennt femer, daß das obere freie Ende des äußeren Kupplungskeil-Schenkels mit dem einstückigen Flanschteil der Betätigungshülse in Eingriff steht und daß das untere äußere Er;de des Kupplungskeiles mit dem flachen, unterlegscheibenarti-

■to gen Ring in Eingriff steht. Wun hier lineare und vertikale Drücke seitens der Gegendruckfeder oder seitens der Hülse auf den Kupplungskeil einwirken, dann werden auf diesen Kupplungskeil einwirkende Drehkräfte erzeugt mit der Folge, daß sich der Kupplungskeil verklemmen kann und daß unerwünscht große Reibungskräfte zwischen dem Kupplungskeil und dem zugehörigen Durchgangsloch im äußeren Kupplungsteil auftreten. Somit ergibt sich bei dieser bekannten Ausführungsform einerseits eine hakelige und damit ungünstige Betätigungsfunktion und andererseits die Gefahr einer überhöhten Abnutzung sowohl der Kupplungskeile als auch der sie aufnehmenden Durchgangslöcher. Ferner ist bei der Funktion dieser bekannten Ausführung zu beachten, daß der Vorsprung des inneren Kupplungsteiles zunächst etwas weiter in den äußeren Kupplungsteil hineingeschoben v/erden muß. bevor sein Kupplungseingriff mit jedem Kupp lungskeil gelöst werden kann, was zu einer weiteren Unbequemlichkeit in der Bedienung führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schnappkupplung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch ihre glatte und dauerhaft zuverlässige Betätigungsfunktion sowie durch eine geringe Abnutzung der miteinander in Eingriff befindlichen wesentlichen Kupplungselement auszeichnet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Oberseite jedes Keiles einen mit Bezug auf die Verbindungsachse konzentrisch gekrümmten Zahn

aufweist, dessen obere gekrümmte Fläche mit einem mit der Hülse in Berührung stehenden oberen Ring und dessen untere gekrümmte Fläche mit dem unteren Ring in Gleiteingriff bringbar ist, wobei der obere Ring und der untere Ring toroidförmig ausgeführt sind und der mit der oberen Keil-Zahnfläche in Gleiteingriff bringbare untere Teil des oberen Ringes sowie der mit der unteren Keil-Zahnfläche in Gleiteingriff bringbare obere Teil des unteren Ringes jeweils schräg nach unteneinwäris verlaufende Teile aufweisen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wirken auf die obere und untere Zahnfläche jedes Kupplungskeiles entsprechend schräg nach unten-einwärts verlaufende Teile der toroidförmig ausgebildeten oberen und unteren Ringe, von denen der untere Ring durch die Gegendruckfeder nach oben in Richtung auf den Kupplungskeil vorgespannt ist, während der obere Ring nur durch ein Zurückziehen der Betätigungshülse (entgegen der Gegendruckfeder) auf die obere Keilzahnfläche so einwirkt, daß der Kupplungskeil aus seinem Kupplungseingriff mit dem Vorsprung des inneren Kupplungstciles zurückgezogen wird. Aufgrund der erfindungsgemäß ausgebildeten Eingri.'fsteile bzw. -flächen der oberen und unteren Ringe einerseits und des Keiles bzw. des Keilzahnes andererseits, wird bei der vorliegenden Kupplungsausführung jeder Keil nicht in vertikaler Richtung, sondern in Richtung seiner Längsachse bewegt Auf diese Weise können die Kupplungskeile unter Vermeidung jeder übermäßigen Reibung in den zugehörigen Durchgangs'öchern in Kupplungseingriff und außer Kupplungseingriff bewegt werden, wodurch außerdem auch keinerlei Verhakein oder Verklemmen auftreten kann. Beim Entkuppeln des Vorsprunges vom inneren Kupplungsteil braucht der Vorsprung dann außerdem nicht zuvor noch weiter in den äußeren Kupplungsteil hineingeschoben zu werden (wie beim zuvor erwähnten Stand der Technik). Es ergibt sich somit in jedem Falle ein rasches und glattes Lösen der automatisch zusammenkuppelbaren Kupplungsteile.

Gemäß iiner vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die Eingriffsflächen jedes Keiles über einen Bogen von etwa 90°. Dabe^; sind ferner vorzugsweise zwei Keile, sich diametral gegenüberliegend, angeordnet. Da hierbei die beiden Kupplungskeile « sich über einen Gesamtbogen von 180° erstrecken, ergibt sith eine äußerst zuverlässige Verriegelung der beiden Kupplungsteile bei einer besonders großen Stabilität sowie bei eirer sehr geringen Abnutzung zwischen den verschiedenen, miteinander in Eingriff kommenden Berührungiteilen der Kupplung.

Die Erfindung sei im folgenden anhand einer in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsiorm näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht des äußeren Kupplungsteiles.

Fig. 2 eine gegenüber F1 g. I um 90° verdrehte Seitenansicht des äußeren Kupplungsteiles,

Fig. 3 einen diametralen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten äußeren Kupplungsteil.

F i g. 4 einen Horizontalschnitt durch den Kupplungsteil entsprechend der LinieX'Xin F ig. 3,

Fig.5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Steuerhülse,

Fig.6 eine Aufsicht auf die in Fig.5 dargestellte Hülse,

Fig.7 eine Aufsicht auf einen Verriegelungskeil der Kupplung,

Fig.8 eine Seitenansicht des in Fig.7 gezeigten Keiles,

Fig.9 einen Mittelschnitt durch den in Fig,7 gezeigten Keil,

Fig. 10 einen Grundriß des in Fig.7 gezeigten Keiles,

F i g. 11 eine Vorderansicht des in F i g. 7 dargestellten Keiles,

F i g. 12 eine Rückansicht des in F i g. 7 veranschaulichten Keiles,

F i g. 13 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des oberen Ringes,

F ig. 14 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des unteren Ringes,

Fig. 15 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des inneren Kupplungsteiles,

Fig. 16 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des äußeren Kupplungsteiles im zusammengebauten Zustand, wobei die Keile zurückgezogen sind, d. h. sich in ihrer entkuppelten Stellung befinden,

Fig. 17 eine teilweise geschnitf-;ie Seitenansicht der zusammengebauten Kupplung, in dt*r die Keile die Kupplungsteile verriegeln.

Wie die Fig. I bis 4 zeigen, ist der äußere Kupplungsteil 1 mit einer Innenbohrung ausgeführt. Dieser Kupplungsteil 1 ist von einer Hülse 2 umgeben, die in den F i g. 5 und 6 veranschaulicht ist. Die Hülse 2 besitzt einen inneren, kreisförmigen Vorsprung 3, der mit einem kleinen oberen Zahn 4 versehen ist, der in eine ringförmige Ausdrehung 5 des äußeren Kupplungsteiles 1 eingreift, wenn dieser mit der Hülse 2 zusammengebaut ist. Vertikale, halbzylindrische, wulstartige Verstärkungen 6 sind auf dem kreisförmigen Vorsprung 3 angeordnet Diese Verstärkungen sollten vorzugsweise symmetrisch sein, um in Ausnehmungen 7 des äußeren Kupplungsteiles 1 eingreifen zu können. Hierdurch kann sich die Hülse 2 — geführt durch die vorstehenden Verstärkungen 6 in den Ausnehmungen 7 — in axialer Richtung bewegen; diese Bewegung ist in der Höhe begrenzt durch den Zahn 4, der in der Ausdrehung 5 angeordnet ist.

Fig. 15 veranschaulicht einen inneren Kupplungsteil 17, dessen zentraler Vorsprung 16 in die Innenbohrung des äußeren Kupplungsteiles 1 eingesteckt werden kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der äußere Kupplungsteil 1 zwei sich diametral gegenüberliegende, schräg nach oben verlaufende Durchgangslöcher 8. Jedes dieser Durchgangslöcher 8 kann einen in Form eines Gleitkeiles ausgebildeten Kupplungskeil 9 gleitbeweglich aufnehmen zum Festlegen und Lösen der beiden Kupplungsteile 1 und 17. Die Durchgangslöcher 8 besitzen vier flache Wände, deren obere und untere parcel zu einer aufwärts gerichteten Neigung liegen, während die Seitenwände leicht schräg sind und nach oben konvergieren.

Ein in den F i g. 7 bis 12 veranschaulichter Kupplungskeil 9 besitzt zwei leicht nach oben konvergierende Seitenflächen. Die Oberseite des Kupplungskeiles 9 weist — bezogen auf die Verbindungsachse — einen konzentrisch gebogenen Zahn 10 auf. Die obere gekrümmte Keil-Zahnfläche 11 kommt mit einem oberen Ring 12 in Berührung, wählend die untere gekrümmte Keil-Zahnfläche 13 mit einem unteren Ring 14 in Berührung kommt. Der Kupplungskeil 9 weist außerdem an seinem einen Rand eine Ausdrehung 15 auf, die konzentrisch zur Verbindungsachse liegt und so geformt ist, daß sie auf dem Vorsprung 16 des inneren

Kupplungsteil 17 ruht, um ihn auf diese Weise zu blockieren, wenn er in den äußeren Kupplungsteil 1 hineingesteckt ist. Weiterhin besitzt die Ausdrehung 15 am Kupplungskeil eine gekrümmte Fläche 21, auf die der Vorsprung 16 während der automatischen Schnappbefestigung der beiden Kupplungsteil 1 und 17 einen Druck ausübt.

Der obere Ring 12 und der untere Ring 14 sind toroidförmig ausgeführt. Der obere Ring 12 weist dabei — vgl. Fig. 13 — an seinem unteren Ende einen nach unten-einwärts verlaufenden Teil 18 auf, während der untere Ring 14 — vgl. Fig. 14 — einen oberen Teil 19 aufweist, der nach unten und schräg einwärts verlaufend geneigt ist, so daß diese Teile 18 und 19 mit ihren Flächen parallel zueinander sowie zu den oberen und Unteren gekrümmten Keil-Zahnflächen 11 und 13 des Keilzahnes 10 verlaufen. Die Neigung sollte vorzugsweise etwa 45° betragen.

Die komplett zusammengesteckte Schnappkupplung, "wie sie in Fig. i7 veranschaulicht ist, enthalt außerdem eine Gegendruckfeder 20, die den unteren Ring 14 nach oben drückt. Dieser untere Ring 14 überträgt den Aufwärtsdruck über den abgeschrägten Teil 19 und die Keil-Zahnflächen 13 auf die Kupplungskeile 9. Aufgrund dieses Druckes bewegen sich die Kupplungskeile 9 gegen die oberen und unteren Seitenflächen des Vorsprunges 16 innerhalb des inneren Kupplungsteiles 17. Durch ihre Einwärtsbewegung drücken die Kupplungsteile 9 mit ihren oberen Keil-Zahnflächen 11 gegen den abgeschrägten Teil 18 des oberen Ringes 12, der sich nach oben bewegt und außerdem die Hülse 2 anhebt, bis deren Vorsprungszahn 4 auf die obere Kante der Ausdrehung 5 am äußeren Kupplungsteil 1 auftrifft.

In diesem Zustand sind die beiden Kupplungsteile 1 und 17 in stabiler Weise verbunden, da jeder Versuch einer Trennung den Vorsprung 16 veranlassen würde, gegen die Ausdrehung 15 der Kupplungskeile 9 zu drücken, also senkrecht zum Bewegungsvermögen der Kupplungskeile.

Für eine Trennung, d. h. für ein Lösen des inneren Kupplungsteiles 17 vom äußeren Kupplungsteil 1, ist es notwendig, die Hülse 2 herabzuziehen, die ihrerseits den oberen Ring 12 nach unten zieht und dabei auf die Kupplungskeile 9 drückt. Diese Kuppiungskeile 9 werden dann nach unten bewegt, wobei sie einen Druck auf den unteren Ring 14 ausüben und die Feder 20 zusammendrücken. Fig. 16 zeigt den äußeren Kupplungsteil 1 mit den in ihrer Trennstellung befindlichen Kupplungskeilen 9.

ίο Wenn die Hülse 2 freigegeben wird, bringt die Feder 20 die Kupplungskeile 9 automatisch zurück in ihre Verriegelungssteliung. Zum Verbinden der beiden Kupplungsteile ist es nicht nötig, die Hülse 2 zu betätigen, sondern es wird ausreichen, den inneren

Is Kupplungsteil 17 in den äußeren Kupplungsteil 1 hineinzupressen. Der Vorsprung 16, der gegen die Fläche 21 der Kupplungskeile 9 drückt, bewirkt, daß die Keile sich nach auswärts bewegen. Nachdem der Vorsprung 16 vorbeibewegt ist, kehren die Kupplungsfcciie S automatisch ίΓι Ihre VefricgciüFigsscciiünjj zurück, wie es in F i g. 17 zu sehen ist.

Die Fig. 16 und 17 zeigen außerdem beispielsweise ein Absperrventil 22, das automatisch schließt, wenn die Verbindung getrennt wird, während es automatisch öffnet, wenn die Kupplung zusammengesteckt ist

Es ergibt sich somit eine automatische Schnappkupplung, die eine maximale Garantie für einen langen und zufriedenstellenden Betrieb bietet, und zwar wegen ihrer !.»igen und festen gegenüberliegenden Flächen (zwischen Keil und Vorsprung des inneren Teiles) und wegen ihrer Gleitberührungsflächen (z. B. zwischen dem Vorsprung IS und dem Kviil oder zwischen dem Keil und den Ringen).

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß die Verbindung vollkommen aus Kunststoffmaterial hergestellt werden kann, und zwar einschließlich ihrer Ringe und Keile, was auf die großen hin- und hergehenden Kontaktflächen zurückzuführen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:
   1, Automatische Kupplung, enthaltend

   — einen äußeren Kupplungsteil, der eine Innenbohrung und wenigstens zwei schräg nach oben verlaufende Durchgangslöcher aufweist,

   — einen inneren Kupplungsteil mit einem in die Innenbohrung des äußeren Kupplungsteiles einsteckbaren, zentralen Vorsprung,

   — in den Durchgangslöchern des äußeren Kupplungsteiles gleitbeweglich aufgenommene Kupplungskeile, die gekrümmte Endflächen für einen Kupplungseingriff mit dem zentralen Vorsprang des inneren Kupplungsteiles besitzen und von denen eine untere Fläche mit einem unteren Ring in Eingriff steht, sowie

   — eine den äußeren Kupplungsteil umgebende Hülse und eine auf den unteren Ring einwirkende (jfigendruckfeder, wobei die Keile mittels Gegendrüc'rcieder und Hülse in ihre Kupplungsund Endkupplungsstellung bewegbar sind,